量子点滤色器油墨组合物及使用其的装置制造方法及图纸

提供用于光电显示应用的含有量子点的液体油墨组合物。还提供了通过干燥油墨组合物形成的固体膜，包含该固体膜的光学元件，包含该光学元件的显示器装置，以及形成该固体膜、该光学元件和该装置的方法。液体油墨组合物和通过干燥该液体油墨组合物所制造的固体膜包括一种或多种蓝色光吸收材料与红色发光量子点或绿色发光量子点的组合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】量子点滤色器油墨组合物及使用其的装置相关申请的交叉引用本申请要求于2018年9月27日提交的美国临时专利申请号62/737,790的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术介绍
显示技术在改善终端用户体验方面不断发展。改善终端用户体验的一个方面是以扩展液晶显示器(LCD)装置的色域和提高这些装置的效率为目标。因此，已经探索了量子点(QD)技术，以扩大这些装置的色域和提高这些装置的效率。提高LCD面板的效率、色域和视角的一种方法是用量子点滤色器(QDCF)来替换传统滤色器。在这种配置中，量子点通过将其的至少一部分转化为具有不同波长或波长范围的光，例如红光和/或绿光，来"过滤"具有第一波长或波长范围的入射光，例如蓝光。在典型的具有背光单元(BLU)的红-绿-蓝(RGB)像素布局型显示装置中，QDCF层位于BLU和观看者之间的光路中。在标准蓝色发光二极管(LED)BLU的情况下，QDCF层吸收来自BLU的全部或部分入射蓝色光子，并将至少一部分吸收的光子分别转换为绿色和红色子像素区域中的绿色光子和红色光子。不幸的是，通常来自BLU的至少一部分蓝光透射通过显示装置的红色和绿色子像素，导致颜色污染和较差的色域。这对于其中使用了某些类型的在可见光谱的蓝色区域具有小的吸收截面从而具有低光密度(OD)的量子点的QDCF的实现来说，尤其是问题。此外，对于前向光输出耦合差的QDCF，显示装置的外部量子效率(EQE)会受到限制。减少通过QDCF的蓝光泄漏的一种方法是增加量子点的浓度，以实现增加蓝光吸收和OD。可以通过增加含有量子点的层的厚度、在该层中分散更多的量子点或两者来增加蓝光吸收。然而，增加厚度可能会通过引起视差问题而损害显示器的视角，并且在非常高的QD浓度下，可能会发生发射光子的再吸收，由于QD吸收和发射之间的显著重叠而导致EQE降低。此外，多个再吸收事件可能会致使光谱红移，导致颜色失真。
技术实现思路
提供了利用蓝色光吸收材料与量子点组合以改善光学性能的光电显示装置。还提供了包含用于光电显示应用的量子点的液体油墨组合物，由油墨组合物形成的固体膜以及包含固体膜的光学元件。光电显示装置的一个实施例包括：蓝色发光BLU；在BLU的光路中的像素阵列，该像素阵列包括至少一个红色子像素，至少一个绿色子像素和至少一个蓝色子像素；以及在红色子像素中包含红色发光量子点和蓝色光吸收材料的固体膜，在绿色子像素中包含绿色发光量子点和蓝色光吸收材料的固体膜，或两者。蓝色光吸收材料的特征在于，相对于红色光或绿色光优先吸收蓝色光。液体油墨组合物的一个实施例包含：10重量％(wt.％)至94.99重量％的二(甲基)丙烯酸酯单体，或二(甲基)丙烯酸酯单体和单(甲基)丙烯酸酯单体的组合；4重量％至10重量％的多功能(甲基)丙烯酸酯交联剂；1重量％至50重量％的红色发光量子点或绿色发光量子点；以及0.01重量％至85重量％的蓝色光吸收材料，该蓝色光吸收材料的特征在于，相对于红色光或绿色光优先吸收蓝色光。固体膜的一个实施例由上述液体油墨组合物的聚合产物组成；以及光电装置的一个实施例包括：蓝色光源；以及在蓝色光源的光路中的上述固体膜。附图说明以下将参照附图描述本专利技术的示例性实施例，其中相同的数字表示相同的部件。图1.具有有机发光二极管(OLED)BLU的RGB像素的基本实施例的示意图。图2.用于一种LCD装置的RGB像素的示意图。图3.实施例中使用的光学特性设置。图4.通过裸玻璃基板的蓝光LED的参考光谱(“蓝光LED”)和实施例中通过QDCF膜A的实际光谱。图5.通过裸玻璃基板的蓝光LED的参考光谱(“蓝光LED”)和实施例中通过QDCF膜B的实际光谱。具体实施例提供了用于光电显示应用的含有量子点的液体油墨组合物。还提供了通过干燥和/或固化油墨组合物形成的固体膜、包含固体膜的光学元件、包含光学元件的显示装置，以及形成固体膜、光学元件和装置的方法。液体油墨组合物和通过干燥液体油墨组合物而制成的固体膜包括一种或多种蓝色光吸收材料与红色发光量子点或绿色发光量子点的组合。如本文所使用的，术语"蓝色光吸收材料"是指在电磁光谱的蓝色区域中具有比在电磁光谱的红色和/或绿色区域中更高吸收率的材料。因此，油墨组合物和膜可用于各种其中需要对蓝色光进行过滤(即吸收)的光电装置。油墨组合物和膜的一种应用是作为QD滤色器，用于减少或消除光电显示装置中来自红色和/或绿色子像素的蓝光泄漏并提高其外部量子效率。滤色器可包括于RGB像素的红色和/或绿色子像素中，该RGB像素包括红色(R)子像素、绿色(G)子像素和蓝色(B)子像素。图1示出了RGB像素的一个基本实施例。虽然图中只描绘了单个像素，但该像素可以是多个像素的较大阵列的一部分。在该实施例中，像素100包括：光学透明基板102；红色(R)子像素103；绿色(G)子像素104；以及蓝色(B)子像素105。每一个子像素由子像素井(106、107、108)定义。可以使用光刻技术在黑色基质材料中制造子像素井。黑色基质材料分离和定义子像素并防止子像素之间的光泄露。可将黑色基质材料沉积在其上并制造子像素的合适基板包括玻璃、聚合物和氮化镓(GaN)。然而，也可以使用其它基板。基板可选择包括表面涂层，例如氮化硅或聚合物。使用发射蓝光的BLU109对光学透明基板进行背光照明。BLU可以是例如具有漫射器的蓝色LED或蓝色OLED。替代的，BLU可以是在GaN基板上生长的基于GaN的LED，在这种情况下，子像素井可以直接形成在GaN基板上。如图1所示，单个漫射背光源可用来照亮所有子像素。然而，也可以将离散的微型LED集成到每个子像素井下方的基板中，使得每个子像素具有其自身的蓝色光源。红色子像素103包括红色QDCF层110，该红色QDCF层包括红色发光量子点(由实心圆圈表示)和蓝色光吸收材料(由空心圆圈表示)。类似地，绿色子像素104包括绿色QDCF层111，该绿色QDCF层包括绿色发光量子点(由实心圆圈表示)和蓝色光吸收材料(由空心圆圈表示)。虽然BLU109和基板102被示出在图1的装置中直接接触，但只要QDCF层110和111处于由BLU109发射的蓝光的光路中，就可以有中间层。中间层的实例包括覆盖层、薄膜封装层和缓冲层和/或简单地相邻层之间的气隙。图2中示出了包含QDCF层的LCD的一个实施例。在该装置中，红色子像素103、绿色子像素104和蓝色子像素105由一个或多个蓝色光源109(例如蓝色OLED)通过液晶层112照射。虽然这里没有显示，但液晶显示器可以包括BLU109和液晶层112之间或液晶层112和像素100之间的中间层。这种中间层可以包括例如偏振器和薄膜晶体管和/或气隙。如图1和图2所示，可以通过将含QD和发光材料的油墨组合物喷墨印刷到局限油墨组合物的子像素井中，而在图案中形成QDCF层。然而，不需要使用子像素井。也可通过含有光刻胶的QD的传统光刻处理来实现QDCF层的图案化。此外，虽然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电显示装置，包括：/n蓝色发光背光单元；/n背光单元的光路中的像素阵列，该像素阵列包括至少一个红色子像素，至少一个绿色子像素和至少一个蓝色子像素；和/n红色子像素中的包含红色发光量子点和蓝色光吸收材料的固体膜，绿色子像素中的包含绿色发光量子点和蓝色光吸收材料的固体膜，或两者，/n其中蓝色光吸收材料的特征在于，相对于红色光或绿色光优先吸收蓝色光。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180927 US 62/737,7901.一种光电显示装置，包括：
蓝色发光背光单元；
背光单元的光路中的像素阵列，该像素阵列包括至少一个红色子像素，至少一个绿色子像素和至少一个蓝色子像素；和
红色子像素中的包含红色发光量子点和蓝色光吸收材料的固体膜，绿色子像素中的包含绿色发光量子点和蓝色光吸收材料的固体膜，或两者，
其中蓝色光吸收材料的特征在于，相对于红色光或绿色光优先吸收蓝色光。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述固体膜还包括散射颗粒。


3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述蓝色光吸收材料包括有机分子。


4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述有机分子包括香豆素分子。


5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述蓝色光吸收材料包括无机材料。


6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述蓝色光吸收材料包括发光体。


7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述蓝色光吸收材料选自磷光掺杂剂分子，荧光掺杂剂分子，磷光聚合物分子，荧光聚合物分子，半导体量子点，含镧系元素的化合物，多环芳族烃，以及其中两个或多个的组合。


8.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述装置工作时，所述蓝色光吸收材料将能量转移至所述红色发光量子点或所述蓝色发光量子点。


9.一种液体油墨组合物，包含：
10重量％至94.99重量％二(甲基)丙烯酸酯单体，或二(甲基)丙烯酸酯单体和单(甲基)丙烯酸酯单体的组合；
4重量％至10重量％多官能(甲基)丙烯酸酯交联剂；
1重量％至50重量％红色发光量子点或绿色发光量子点；和
0.01重量％至85重量％的蓝色光吸收材料，其特征在于，相对于红色光或绿色光优先吸收蓝色光。


10.根据权利要求9所述的组合物，还包含浓度高达84.99重量％的有机溶剂。


11.根据权利要求9所述的组合物，还包含0.1重量％至30重量％的散射颗粒。


12.根据权利要求9所述的组合物，其中，所述蓝色光吸收材料包括有机分子。


13.根据权利要求12所述的组合物，其中，有机分子包括香豆素分子。...

【专利技术属性】
技术研发人员：康诺F·马迪根，西达尔塔哈里克里希纳·莫汉，弗洛瑞恩·普舍尼茨卡，特雷沙A·拉莫斯，英娜·古列维奇，
申请(专利权)人：科迪华公司，
类型：发明
国别省市：美国;US